[发明专利]一种高效节能低碳锰球生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于不锈钢、高锰钢以及其它种类合金钢材料冶炼的锰系冶金添加剂的生产方法，尤其是涉及一种高效节能的低碳锰球生产工艺。

背景技术

锰在钢铁冶炼中起脱氧、脱硫与合金化等作用，锰的存在不仅能消除或减弱因硫引起的热脆性，提高钢铁材料的热加工性能，形成和稳定奥氏体组织的能力仅次于昂贵的金属镍，同时也能强烈提高碳钢和合金钢的淬透性。

为了满足冶金市场日益增长的巨大需求，广大工程技术人员协同供应商先后推出了锰片、锰粒、锰粉、电熔锰锭、对辊锻轧锰定等锰系冶金添加剂，但以上几种形态的锰系冶金添加剂存在如下缺陷：①锰片、锰粒、锰粉钢液中的沉降速度缓慢，悬浮在钢液表面的时间较长，烧损严重，收得率低；②电熔锰锭不仅生产能耗特高（每吨高达650～850KW.h）、生产环境恶劣、劳动强度大，而且几何形状不规则、密度大，沉降速度过快、收得率不高；③对辊锻轧锰锭由于工艺的缺陷，导致制品的几何尺寸、表观密度、化学成分均一性差，很难实施精确添加。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺陷，提供一种能耗低、生产环境好、劳动强度低，制品几何形状规则、滚动性好、化学成分准确均一、表观密度适中、压溃强度可与电熔锰锭媲美，便于实施精确添加，收得率高的锰系添加剂——低碳锰球的生产方法。

本发明的技术解决方案是，所述低碳锰球采用如下原料和工艺制得，即一种高效节能低碳锰球的生产工艺，该工艺为如下步骤与方案：

⑴、将适量的含锰量为99.5%～99.7%的低碳（≤0.03%）低硫（≤0.03%）电解金属锰片辊压成粉末，过20～40目标准筛；

⑵、取步骤⑴中的粉末95～97公斤（占重量比95%～97%），加入不含S、P、C等元素的无机粘结剂3～5公斤（占重量比3%～5%），控制Si含量≤0.5%，在碗型混料机中快速搅拌30～50秒，得混合料备用；

⑶、将步骤⑵所得混合料在20～30分钟内模压成坯块，压坯的形状为双球台圆柱体或几何尺寸为26×20×15～25方块口香糖状；成形模采用12工位（即每次压制12个产品）的粉末冶金拉下式成形模，压坯单件重量取值范围为80～90克；

⑷、将步骤⑶所得压坯在5～6小时内置于装有风扇和循环抽风机的烤房内，在180～200℃温度环境下烘烤6～8小时，获得最大压溃力≮1.5KN的低碳锰球；

⑸、将步骤⑷所得干燥坯块装入胶囊状专用不锈钢料罐，送入卧式真空烧结炉，预抽真空至10～20Pa；再根据用户对低碳锰球的强度要求，通电升温，在350℃～600℃温度范围内保温3～5小时；然后停止加热，通过移开加热体裸露炉胆、风冷炉胆、自来水喷淋炉胆等措施实施强制降温，当炉温降至60～80℃以下时，使用高纯氮气或氩气破除真空，并及时取出产品薄摊于铁板上，获得最大压溃力≮3.0KN的低碳锰球；

⑹、根据用户对制品的强度要求，将步骤⑷或⑸所得低碳锰球在步骤⑷或⑸过程结束后30分钟内，经由倾斜筛去除低碳锰球表面毛刺与粘附的粉末，滚入防潮吨袋实施防潮包装。

所述步骤⑶中的12工位拉下式成形模的12个型腔的排列方式为双列“十字”型对称分布，型腔的形状为圆柱形或带圆角长方形（最大尺寸≤33mm）；所述步骤⑶中的压坯形状为双球台圆柱体或方块口香糖状（最大尺寸≤33mm）。

所述步骤⑸中的不锈钢料罐为胶囊状，开有进出料口和密集分布的透气孔，设有对称起吊吊攀和翻转出料吊攀；并以6个料罐为一组，以可滚动弧形不锈钢托板为载体列队进出炉胆，罐群每次装料量约为10吨。

本发明的有益效果是，经由上述工艺过程生产的低碳锰球的形状规则、滚动性好、密度一致性好、成分均一、强度适中，为用户实施精确添加、提高收得率、消除安全隐患提供了保障；最大尺寸≤33mm的双球冠圆柱体或方块口香糖状压坯的成形采用12～16工位的粉末冶金拉下式成形模实施，弥补了对辊成形的诸多缺陷，确保了生产效率的提高；串联式多孔胶囊状不锈钢料罐，透气性好、变形小，装卸料方便，为降低生产成本、进一步提高生产效率奠定了基础；电动机械式自动进出料机构、及时移开加热体裸露炉罐、自来水喷淋炉罐等措施实施强制降温等方式，为生产效率的提高提供了最终保障；不含S、P、C等元素的无机粘结剂的采用、经由倾斜筛去除粘附粉末与毛刺、实施防潮包装等措施，为产品质量提供了基础保障。

附图说明

图l是本发明所述低碳锰球的几何形状之一：双球台圆柱体，球台端面与球面以R10圆滑过渡，压坯形状圆润饱满，无开裂可能。